基于PI公司LNK616PG的5W充電器／適配器設(shè)計(jì)參考

　　設(shè)計(jì)特色

　　采用革新性控制概念，能夠?qū)崿F(xiàn)元件數(shù)量少、成本極低的解決方案

　　初級(jí)側(cè)控制省去了次級(jí)側(cè)控制器和光耦器

　　恒壓（CV）精度：±5%

　　恒流（CC）精度：±10%

　　帶遲滯恢復(fù)的過熱保護(hù)功能可確保PCB溫度在所有條件下均處于安全范圍內(nèi)

　　自動(dòng)重啟動(dòng)：輸出短路和開環(huán)保護(hù)

　　極高能效

　　整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)的平均效率：74%

　?。茉粗?.0要求為67%）

　　空載輸入能耗：在230 VAC輸入條件下《50 mW

　　輕松滿足以下標(biāo)準(zhǔn)要求：

　　EN55022和CISPR-22 B級(jí)傳導(dǎo)EMI要求（EMI裕量》10 dBμV）

　　IEC 61000-4-5 3級(jí)AC輸入浪涌和IEC61000-4-2 ESD

　　承受力（范圍為±15 kV）

　　工作原理

　　圖1所示為一個(gè)5 W通用輸入恒壓/恒流（CV/CC）充電器電源的電路圖，該設(shè)計(jì)采用了Power Integrations的LinkSwitch-II系列產(chǎn)品LNK-616PG。本設(shè)計(jì)適用于手機(jī)電池充電器、USB充電器或任何有恒壓/恒流特性要求的應(yīng)用。

　　在本設(shè)計(jì)中，二極管D1到D4對(duì)AC輸入進(jìn)行整流。電容C1和C2對(duì)經(jīng)整流的AC進(jìn)行濾波。電感L1和L2以及電容C1和C2組成一個(gè)π型濾波器，對(duì)差模傳導(dǎo)EMI噪聲進(jìn)行衰減。這些與PowerIntegrations的變壓器E-sheild?技術(shù)相結(jié)合，使本設(shè)計(jì)能以充足的裕量輕松滿足EN55022 B級(jí)傳導(dǎo)EMI要求，且無需Y電容。防火、可熔、繞線式電阻RF1提供嚴(yán)重故障保護(hù)，并可限制啟動(dòng)期間產(chǎn)生的浪涌電流。

　　圖1顯示U1通過可選偏置電源實(shí)現(xiàn)供電，這樣可以降低空載功耗并提高輕載時(shí)的效率。電容C4對(duì)U1提供去耦，其值決定電纜壓降補(bǔ)償?shù)臄?shù)量。

　　在恒壓階段，輸出電壓通過開／關(guān)控制進(jìn)行調(diào)節(jié)，并通過跳過開關(guān)周期得以維持。通過調(diào)整使能與禁止開關(guān)周期的比例，可以維持穩(wěn)壓。還可根據(jù)輸出負(fù)載情況減低開關(guān)損耗，使轉(zhuǎn)換器的效率在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)得到優(yōu)化。輕載（涓流充電）條件下，還會(huì)降低初級(jí)側(cè)電流限流點(diǎn)以減小變壓器磁通密度，進(jìn)而降低音頻噪音。隨著負(fù)載電流的增大，電流限流點(diǎn)也將升高，跳過的周期也越來越少。

　　當(dāng)不再跳過任何開關(guān)周期時(shí)（達(dá)到最大輸出功率點(diǎn)），LinkSwitch-II內(nèi)的控制器將切換到恒流模式。需要進(jìn)一步提高負(fù)載電流時(shí)，輸出電壓將會(huì)隨之下降。輸出電壓的下降反映在FB引腳電壓上。

　　作為對(duì)FB引腳電壓下降的響應(yīng)，開關(guān)頻率將下降，從而實(shí)現(xiàn)線性恒流輸出。D5、R3、R4和C3組成RCD-R箝位電路，用于限制漏感引起的漏極電壓尖峰。電阻R4擁有相對(duì)較大的值，用于避免漏感引起的漏極電壓波形振蕩，這樣可以改善穩(wěn)壓和減少EMI的生成。

　　二極管D7對(duì)次級(jí)進(jìn)行整流，C7對(duì)其進(jìn)行濾波。C6和R8可以共同限制D7上的瞬態(tài)電壓尖峰，并降低傳導(dǎo)及輻射EMI。電阻R9充當(dāng)輸出假負(fù)載，可以確保空載時(shí)的輸出電壓處于可接受的限制范圍內(nèi)。反饋電阻R5和R6設(shè)定恒流階段的最大工作頻率（從而設(shè)定輸出電流）與恒壓階段的輸出電壓。

　　設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　選擇電容C7和C8作為低ESR型電容，可以滿足輸出電壓紋波要求，而無需使用后級(jí)LC濾波器。如果可以接受較低的平均效率（降低3%至4%），則用PN結(jié)型二極管來替代D7，這樣可降低成本。然后根據(jù)需要重新調(diào)節(jié)R5和R6，確保輸出電壓保持基本恒定。

　　在PCB板上，將C4靠近U1放置。減小箝位和輸出二極管的環(huán)路面積，以降低EMI。

　　使AC輸入和開關(guān)節(jié)點(diǎn)保持一定距離，降低可能會(huì)繞開輸入濾波的噪聲耦合。

　　U1上高壓引腳與低壓引腳之間的爬電距離非常大，可以避免產(chǎn)生電弧并提高可靠性，這在非常潮濕的條件下特別重要。R5和R6應(yīng)使用容差為1%的電阻，這樣可以提高輸出精度。